diskutil.c

   1 #include <stdio.h>
   2 #include <string.h>
   3 #include <sys/time.h>
   4 #include <sys/types.h>
   5 #include <sys/stat.h>
   6 #include <dirent.h>
   7 #include <libgen.h>
   8 #include <math.h>
   9
  10 #include "fio.h"
  11 #include "smalloc.h"
  12 #include "diskutil.h"
  13
  14 static int last_majdev, last_mindev;
  15 static struct disk_util *last_du;
  16
  17 static struct flist_head disk_list = FLIST_HEAD_INIT(disk_list);
  18
  19 static struct disk_util *__init_per_file_disk_util(struct thread_data *td,
  20                 int majdev, int mindev, char *path);
  21
  22 static void disk_util_free(struct disk_util *du)
  23 {
  24         if (du == last_du)
  25                 last_du = NULL;
  26
  27         fio_mutex_remove(du->lock);
  28         sfree(du->name);
  29         sfree(du);
  30 }
  31
  32 static int get_io_ticks(struct disk_util *du, struct disk_util_stat *dus)
  33 {
  34         unsigned in_flight;
  35         char line[256];
  36         FILE *f;
  37         char *p;
  38         int ret;
  39
  40         dprint(FD_DISKUTIL, "open stat file: %s\n", du->path);
  41
  42         f = fopen(du->path, "r");
  43         if (!f)
  44                 return 1;
  45
  46         p = fgets(line, sizeof(line), f);
  47         if (!p) {
  48                 fclose(f);
  49                 return 1;
  50         }
  51
  52         dprint(FD_DISKUTIL, "%s: %s", du->path, p);
  53
  54         ret = sscanf(p, "%u %u %llu %u %u %u %llu %u %u %u %u\n", &dus->ios[0],
  55                                         &dus->merges[0], &dus->sectors[0],
  56                                         &dus->ticks[0], &dus->ios[1],
  57                                         &dus->merges[1], &dus->sectors[1],
  58                                         &dus->ticks[1], &in_flight,
  59                                         &dus->io_ticks, &dus->time_in_queue);
  60         fclose(f);
  61         dprint(FD_DISKUTIL, "%s: stat read ok? %d\n", du->path, ret == 1);
  62         return ret != 11;
  63 }
  64
  65 static void update_io_tick_disk(struct disk_util *du)
  66 {
  67         struct disk_util_stat __dus, *dus, *ldus;
  68         struct timeval t;
  69
  70         if (get_io_ticks(du, &__dus))
  71                 return;
  72         if (!du->users)
  73                 return;
  74
  75         dus = &du->dus;
  76         ldus = &du->last_dus;
  77
  78         dus->sectors[0] += (__dus.sectors[0] - ldus->sectors[0]);
  79         dus->sectors[1] += (__dus.sectors[1] - ldus->sectors[1]);
  80         dus->ios[0] += (__dus.ios[0] - ldus->ios[0]);
  81         dus->ios[1] += (__dus.ios[1] - ldus->ios[1]);
  82         dus->merges[0] += (__dus.merges[0] - ldus->merges[0]);
  83         dus->merges[1] += (__dus.merges[1] - ldus->merges[1]);
  84         dus->ticks[0] += (__dus.ticks[0] - ldus->ticks[0]);
  85         dus->ticks[1] += (__dus.ticks[1] - ldus->ticks[1]);
  86         dus->io_ticks += (__dus.io_ticks - ldus->io_ticks);
  87         dus->time_in_queue += (__dus.time_in_queue - ldus->time_in_queue);
  88
  89         fio_gettime(&t, NULL);
  90         du->msec += mtime_since(&du->time, &t);
  91         memcpy(&du->time, &t, sizeof(t));
  92         memcpy(ldus, &__dus, sizeof(__dus));
  93 }
  94
  95 void update_io_ticks(void)
  96 {
  97         struct flist_head *entry;
  98         struct disk_util *du;
  99
 100         dprint(FD_DISKUTIL, "update io ticks\n");
 101
 102         flist_for_each(entry, &disk_list) {
 103                 du = flist_entry(entry, struct disk_util, list);
 104                 update_io_tick_disk(du);
 105         }
 106 }
 107
 108 static struct disk_util *disk_util_exists(int major, int minor)
 109 {
 110         struct flist_head *entry;
 111         struct disk_util *du;
 112
 113         flist_for_each(entry, &disk_list) {
 114                 du = flist_entry(entry, struct disk_util, list);
 115
 116                 if (major == du->major && minor == du->minor)
 117                         return du;
 118         }
 119
 120         return NULL;
 121 }
 122
 123 static int get_device_numbers(char *file_name, int *maj, int *min)
 124 {
 125         struct stat st;
 126         int majdev, mindev;
 127         char tempname[PATH_MAX], *p;
 128
 129         if (!lstat(file_name, &st)) {
 130                 if (S_ISBLK(st.st_mode)) {
 131                         majdev = major(st.st_rdev);
 132                         mindev = minor(st.st_rdev);
 133                 } else if (S_ISCHR(st.st_mode)) {
 134                         majdev = major(st.st_rdev);
 135                         mindev = minor(st.st_rdev);
 136                         if (fio_lookup_raw(st.st_rdev, &majdev, &mindev))
 137                                 return -1;
 138                 } else if (S_ISFIFO(st.st_mode))
 139                         return -1;
 140                 else {
 141                         majdev = major(st.st_dev);
 142                         mindev = minor(st.st_dev);
 143                 }
 144         } else {
 145                 /*
 146                  * must be a file, open "." in that path
 147                  */
 148                 strncpy(tempname, file_name, PATH_MAX - 1);
 149                 p = dirname(tempname);
 150                 if (stat(p, &st)) {
 151                         perror("disk util stat");
 152                         return -1;
 153                 }
 154
 155                 majdev = major(st.st_dev);
 156                 mindev = minor(st.st_dev);
 157         }
 158
 159         *min = mindev;
 160         *maj = majdev;
 161
 162         return 0;
 163 }
 164
 165 static int read_block_dev_entry(char *path, int *maj, int *min)
 166 {
 167         char line[256], *p;
 168         FILE *f;
 169
 170         f = fopen(path, "r");
 171         if (!f) {
 172                 perror("open path");
 173                 return 1;
 174         }
 175
 176         p = fgets(line, sizeof(line), f);
 177         fclose(f);
 178
 179         if (!p)
 180                 return 1;
 181
 182         if (sscanf(p, "%u:%u", maj, min) != 2)
 183                 return 1;
 184
 185         return 0;
 186 }
 187
 188 static void find_add_disk_slaves(struct thread_data *td, char *path,
 189                                  struct disk_util *masterdu)
 190 {
 191         DIR *dirhandle = NULL;
 192         struct dirent *dirent = NULL;
 193         char slavesdir[PATH_MAX], temppath[PATH_MAX], slavepath[PATH_MAX];
 194         struct disk_util *slavedu = NULL;
 195         int majdev, mindev;
 196         ssize_t linklen;
 197
 198         sprintf(slavesdir, "%s/%s", path, "slaves");
 199         dirhandle = opendir(slavesdir);
 200         if (!dirhandle)
 201                 return;
 202
 203         while ((dirent = readdir(dirhandle)) != NULL) {
 204                 if (!strcmp(dirent->d_name, ".") ||
 205                     !strcmp(dirent->d_name, ".."))
 206                         continue;
 207
 208                 sprintf(temppath, "%s/%s", slavesdir, dirent->d_name);
 209                 /* Can we always assume that the slaves device entries
 210                  * are links to the real directories for the slave
 211                  * devices?
 212                  */
 213                 linklen = readlink(temppath, slavepath, PATH_MAX - 0);
 214                 if (linklen  < 0) {
 215                         perror("readlink() for slave device.");
 216                         return;
 217                 }
 218                 slavepath[linklen] = '\0';
 219
 220                 sprintf(temppath, "%s/%s/dev", slavesdir, slavepath);
 221                 if (read_block_dev_entry(temppath, &majdev, &mindev)) {
 222                         perror("Error getting slave device numbers.");
 223                         return;
 224                 }
 225
 226                 /*
 227                  * See if this maj,min already exists
 228                  */
 229                 slavedu = disk_util_exists(majdev, mindev);
 230                 if (slavedu)
 231                         continue;
 232
 233                 sprintf(temppath, "%s/%s", slavesdir, slavepath);
 234                 __init_per_file_disk_util(td, majdev, mindev, temppath);
 235                 slavedu = disk_util_exists(majdev, mindev);
 236
 237                 /* Should probably use an assert here. slavedu should
 238                  * always be present at this point. */
 239                 if (slavedu)
 240                         flist_add_tail(&slavedu->slavelist, &masterdu->slaves);
 241         }
 242
 243         closedir(dirhandle);
 244 }
 245
 246 static struct disk_util *disk_util_add(struct thread_data * td, int majdev,
 247                                        int mindev, char *path)
 248 {
 249         struct disk_util *du, *__du;
 250         struct flist_head *entry;
 251
 252         dprint(FD_DISKUTIL, "add maj/min %d/%d: %s\n", majdev, mindev, path);
 253
 254         du = smalloc(sizeof(*du));
 255         memset(du, 0, sizeof(*du));
 256         INIT_FLIST_HEAD(&du->list);
 257         sprintf(du->path, "%s/stat", path);
 258         du->name = smalloc_strdup(basename(path));
 259         du->sysfs_root = path;
 260         du->major = majdev;
 261         du->minor = mindev;
 262         INIT_FLIST_HEAD(&du->slavelist);
 263         INIT_FLIST_HEAD(&du->slaves);
 264         du->lock = fio_mutex_init(1);
 265         du->users = 0;
 266
 267         flist_for_each(entry, &disk_list) {
 268                 __du = flist_entry(entry, struct disk_util, list);
 269
 270                 dprint(FD_DISKUTIL, "found %s in list\n", __du->name);
 271
 272                 if (!strcmp(du->name, __du->name)) {
 273                         disk_util_free(du);
 274                         return __du;
 275                 }
 276         }
 277
 278         dprint(FD_DISKUTIL, "add %s to list\n", du->name);
 279
 280         fio_gettime(&du->time, NULL);
 281         get_io_ticks(du, &du->last_dus);
 282
 283         flist_add_tail(&du->list, &disk_list);
 284         find_add_disk_slaves(td, path, du);
 285         return du;
 286 }
 287
 288 static int check_dev_match(int majdev, int mindev, char *path)
 289 {
 290         int major, minor;
 291
 292         if (read_block_dev_entry(path, &major, &minor))
 293                 return 1;
 294
 295         if (majdev == major && mindev == minor)
 296                 return 0;
 297
 298         return 1;
 299 }
 300
 301 static int find_block_dir(int majdev, int mindev, char *path, int link_ok)
 302 {
 303         struct dirent *dir;
 304         struct stat st;
 305         int found = 0;
 306         DIR *D;
 307
 308         D = opendir(path);
 309         if (!D)
 310                 return 0;
 311
 312         while ((dir = readdir(D)) != NULL) {
 313                 char full_path[256];
 314
 315                 if (!strcmp(dir->d_name, ".") || !strcmp(dir->d_name, ".."))
 316                         continue;
 317
 318                 sprintf(full_path, "%s/%s", path, dir->d_name);
 319
 320                 if (!strcmp(dir->d_name, "dev")) {
 321                         if (!check_dev_match(majdev, mindev, full_path)) {
 322                                 found = 1;
 323                                 break;
 324                         }
 325                 }
 326
 327                 if (link_ok) {
 328                         if (stat(full_path, &st) == -1) {
 329                                 perror("stat");
 330                                 break;
 331                         }
 332                 } else {
 333                         if (lstat(full_path, &st) == -1) {
 334                                 perror("stat");
 335                                 break;
 336                         }
 337                 }
 338
 339                 if (!S_ISDIR(st.st_mode) || S_ISLNK(st.st_mode))
 340                         continue;
 341
 342                 found = find_block_dir(majdev, mindev, full_path, 0);
 343                 if (found) {
 344                         strcpy(path, full_path);
 345                         break;
 346                 }
 347         }
 348
 349         closedir(D);
 350         return found;
 351 }
 352
 353 static struct disk_util *__init_per_file_disk_util(struct thread_data *td,
 354                                                    int majdev, int mindev,
 355                                                    char *path)
 356 {
 357         struct stat st;
 358         char tmp[PATH_MAX];
 359         char *p;
 360
 361         /*
 362          * If there's a ../queue/ directory there, we are inside a partition.
 363          * Check if that is the case and jump back. For loop/md/dm etc we
 364          * are already in the right spot.
 365          */
 366         sprintf(tmp, "%s/../queue", path);
 367         if (!stat(tmp, &st)) {
 368                 p = dirname(path);
 369                 sprintf(tmp, "%s/queue", p);
 370                 if (stat(tmp, &st)) {
 371                         log_err("unknown sysfs layout\n");
 372                         return NULL;
 373                 }
 374                 strncpy(tmp, p, PATH_MAX - 1);
 375                 sprintf(path, "%s", tmp);
 376         }
 377
 378         if (td->o.ioscheduler && !td->sysfs_root)
 379                 td->sysfs_root = strdup(path);
 380
 381         return disk_util_add(td, majdev, mindev, path);
 382 }
 383
 384 static struct disk_util *init_per_file_disk_util(struct thread_data *td,
 385                                                  char *filename)
 386 {
 387
 388         char foo[PATH_MAX];
 389         struct disk_util *du;
 390         int mindev, majdev;
 391
 392         if (get_device_numbers(filename, &majdev, &mindev))
 393                 return NULL;
 394
 395         dprint(FD_DISKUTIL, "%s belongs to maj/min %d/%d\n", filename, majdev,
 396                         mindev);
 397
 398         du = disk_util_exists(majdev, mindev);
 399         if (du) {
 400                 if (td->o.ioscheduler && !td->sysfs_root)
 401                         td->sysfs_root = strdup(du->sysfs_root);
 402
 403                 return du;
 404         }
 405
 406         /*
 407          * for an fs without a device, we will repeatedly stat through
 408          * sysfs which can take oodles of time for thousands of files. so
 409          * cache the last lookup and compare with that before going through
 410          * everything again.
 411          */
 412         if (mindev == last_mindev && majdev == last_majdev)
 413                 return last_du;
 414
 415         last_mindev = mindev;
 416         last_majdev = majdev;
 417
 418         sprintf(foo, "/sys/block");
 419         if (!find_block_dir(majdev, mindev, foo, 1))
 420                 return NULL;
 421
 422         return __init_per_file_disk_util(td, majdev, mindev, foo);
 423 }
 424
 425 static struct disk_util *__init_disk_util(struct thread_data *td,
 426                                           struct fio_file *f)
 427 {
 428         return init_per_file_disk_util(td, f->file_name);
 429 }
 430
 431 void init_disk_util(struct thread_data *td)
 432 {
 433         struct fio_file *f;
 434         unsigned int i;
 435
 436         if (!td->o.do_disk_util ||
 437             (td->io_ops->flags & (FIO_DISKLESSIO | FIO_NODISKUTIL)))
 438                 return;
 439
 440         for_each_file(td, f, i)
 441                 f->du = __init_disk_util(td, f);
 442 }
 443
 444 static void aggregate_slaves_stats(struct disk_util *masterdu)
 445 {
 446         struct disk_util_stat *dus;
 447         struct flist_head *entry;
 448         struct disk_util *slavedu;
 449         double util, max_util = 0;
 450         int slavecount = 0;
 451
 452         unsigned merges[2] = { 0, };
 453         unsigned ticks[2] = { 0, };
 454         unsigned time_in_queue = { 0, };
 455         unsigned long long sectors[2] = { 0, };
 456         unsigned ios[2] = { 0, };
 457
 458         flist_for_each(entry, &masterdu->slaves) {
 459                 slavedu = flist_entry(entry, struct disk_util, slavelist);
 460                 dus = &slavedu->dus;
 461                 ios[0] += dus->ios[0];
 462                 ios[1] += dus->ios[1];
 463                 merges[0] += dus->merges[0];
 464                 merges[1] += dus->merges[1];
 465                 sectors[0] += dus->sectors[0];
 466                 sectors[1] += dus->sectors[1];
 467                 ticks[0] += dus->ticks[0];
 468                 ticks[1] += dus->ticks[1];
 469                 time_in_queue += dus->time_in_queue;
 470                 ++slavecount;
 471
 472                 util = (double) (100 * dus->io_ticks / (double) slavedu->msec);
 473                 /* System utilization is the utilization of the
 474                  * component with the highest utilization.
 475                  */
 476                 if (util > max_util)
 477                         max_util = util;
 478
 479         }
 480
 481         if (max_util > 100.0)
 482                 max_util = 100.0;
 483
 484         log_info(", aggrios=%u/%u, aggrmerge=%u/%u, aggrticks=%u/%u,"
 485                         " aggrin_queue=%u, aggrutil=%3.2f%%",
 486                         ios[0]/slavecount, ios[1]/slavecount,
 487                         merges[0]/slavecount, merges[1]/slavecount,
 488                         ticks[0]/slavecount, ticks[1]/slavecount,
 489                         time_in_queue/slavecount, max_util);
 490
 491 }
 492
 493 void show_disk_util(void)
 494 {
 495         struct disk_util_stat *dus;
 496         struct flist_head *entry, *next;
 497         struct disk_util *du;
 498         double util;
 499
 500         if (flist_empty(&disk_list))
 501                 return;
 502
 503         log_info("\nDisk stats (read/write):\n");
 504
 505         flist_for_each(entry, &disk_list) {
 506                 du = flist_entry(entry, struct disk_util, list);
 507                 dus = &du->dus;
 508
 509                 util = (double) 100 * du->dus.io_ticks / (double) du->msec;
 510                 if (util > 100.0)
 511                         util = 100.0;
 512
 513                 /* If this node is the slave of a master device, as
 514                  * happens in case of software RAIDs, inward-indent
 515                  * this stats line to reflect a master-slave
 516                  * relationship. Because the master device gets added
 517                  * before the slave devices, we can safely assume that
 518                  * the master's stats line has been displayed in a
 519                  * previous iteration of this loop.
 520                  */
 521                 if (!flist_empty(&du->slavelist))
 522                         log_info("  ");
 523
 524                 log_info("  %s: ios=%u/%u, merge=%u/%u, ticks=%u/%u, "
 525                          "in_queue=%u, util=%3.2f%%", du->name,
 526                                                 dus->ios[0], dus->ios[1],
 527                                                 dus->merges[0], dus->merges[1],
 528                                                 dus->ticks[0], dus->ticks[1],
 529                                                 dus->time_in_queue, util);
 530
 531                 /* If the device has slaves, aggregate the stats for
 532                  * those slave devices also.
 533                  */
 534                 if (!flist_empty(&du->slaves))
 535                         aggregate_slaves_stats(du);
 536
 537                 log_info("\n");
 538         }
 539
 540         /*
 541          * now free the list
 542          */
 543         flist_for_each_safe(entry, next, &disk_list) {
 544                 flist_del(entry);
 545                 du = flist_entry(entry, struct disk_util, list);
 546                 disk_util_free(du);
 547         }
 548 }